BÖLÜM ELEKTRİK TEST CİHAZLARI AMAÇ: Elektriksel ölçme ve test cihazlarını tanıyabilme; kesik devre, kısa devre ve topraklanmış devre gibi arıza durumlarında bu cihazları kullanabilme. Elektrik Test Cihazları 19
BÖLÜM-2 ELEKTRİK TEST CİHAZLARI 2.1 TEST CİHAZLARINI KULLANIRKEN UYULMASI GEREKEN GÜVENLİK KURALLARI Öncelikli olarak ölçmeyi yapacak teknik elemanın sağlığı ve güvenliği açısından, daha sonrada ölçme yapılacak sistem veya devre ve ölçme de kullanılacak ölçü aletinin arızalanmaması için ölçme yapılırken aşağıdaki kurallara uyulmalıdır. a. Ölçüm yaparken kuru ve iletken olmayan yüzeyler üzerinde durmalı, b. Ohm metre ile ölçüm yaparken, enerji olmadığından emin olunmalı, c. Kullanılan ölçü aletinin yalıtımından emin olunmalı, d. Ölçü aleti proplarının sağlamlığından emin olmalı, e. Tek başına çalışmamaya gayret edilmeli, f. Metal aksamlara dokunulmamalı, g. Enerji kesikmiş gibi davranılmamalı, h. Kondansatörü ölçmeden önce dirençle deşarj edilmeli, i. Yüksek gerilimli bir kabin içinde her iki el birden kullanılmamalı, j. Periyodik bakımları ve kalibrasyonları düzenli olarak yapılmalı. 2.2 TEST CİHAZLARININ KORUNMASI Test ve ölçü aletlerinin daha uzun ve sağlıklı olarak kullanılabilmesi için aşağıdaki kurallara uyulmalıdır. a. Temiz ve kuru tutulmalı, b. Direkt güneşe karşı ve aşırı sıcaklığa maruz bırakılmamalı, c. Orijinal koruma kabı(kılıfı) içerisinde saklanmalı, d. Kullanım amacına uygun olarak kullanılmalı, e. Düşme ve çarpmaya maruz kalmamalı, f. Ölçme sınırları aşılmamalı, g. Kullanım kılavuzundaki yönergelere uyulmalı, h. Ölçme başlangıcında en yüksek kademe tercih edilmelidir. 2.3 ELEKTRİKSEL TEST CİHAZLARI Elektriksel büyüklükleri ölçmede en yoğun kullanılan ölçü ve test cihazları şunlardır (Şekil 2.1). a) Voltmetre (gerilim ölçer) b) Ohmmetre (direnç ölçer) c) Ampermetre (akım ölçer) d) Avometre-multimetre (akım-gerilim-direnç ölçer) e) Wattmetre (elektriksel güç ölçer) f) Hermetik Analizör g) Kapasitör Analizörü (Kondansatör değeri ölçer) 20 Elektrik Test Cihazları
Şekil 2.1 Çeşitli elektriksel ölçüm ve test cihazları 2.4 VOLTMETRE İLE ÖLÇME Gerilim ölçme işleminde en önemli hususlardan birisi ölçüm yapılacak gerilime uygun voltmetre seçmektir. Bu seçimim doğru yapılması, ölçümün doğruluğu, ölçüm yapan kişinin ve ölçü aletinin güvenliği için önemlidir. Voltmetre seçimi yapılırken aşağıda belirtilen hususlara kesinlikle dikkat edilmelidir (Şekil 2.2 ve 2.3): Gerilim çeşidine uygun (AC-DC) voltmetre seçilmelidir. Gerilimin ölçme sınırı ölçülecek gerilimin değerinden mutlaka büyük olmalıdır. Alternatif gerilim ölçmelerinde voltmetreye bağlanan giriş ve çıkış uçları farklılık göstermezken doğru akımda + ve uçlar doğru bağlanmalıdır. Aksi takdirde analog ölçü aletlerinde ibre ters sapar, dijital ölçü aletlerinde gerilim değeri önünde ( ) ifadesi görünür. Ölçülecek gerilim değerine uygun hassasiyet ve yapıya sahip voltmetre seçilmelidir. 10 mv luk gerilim, kv seviyesinde ölçüm yapan voltmetre ile ölçülemez. Voltmetre ölçüm yapılacak kaynağa paralel olarak bağlanmalıdır. Enerji altında, sabit voltmetrelerin bağlantısı yapılmamalı ve yapılmış bağlantıya müdahale edilmemelidir. Ancak taşınabilir ve problar vasıtası ile ölçüm yapılabilecek voltmetreler ile gerekli önlemler alındıktan sonra ölçüm yapılabilir. Elektrik Test Cihazları 21
Dijital bağlantılarda şebeke ve cihazın besleme girişleri arasına ve cihaza yakın bir buton veya devre kesici bağlayınız. Artık günümüzde panolarda kullanılan sabit voltmetreler dijital voltmetrelerdir. Bu voltmetrelerin bağlantıları yapılırken besleme uçları voltmetreyi çalıştırmak için, ölçüm girişi ölçüm yapılmak istenilen hattaki potansiyel farkını bulmak için bağlanır. Şekil 2.2 Voltmetrenin devreye bağlanması Şekil 2.3 Voltmetre ile gerilim ölçme 22 Elektrik Test Cihazları
2.5 OHMMETRE Direnç değerini ölçen ölçü aletlerine ohmmetre denir. Çok küçük omaj değerlerini ölçebilmek için özel ohmmetreler bulunur. Direnç avometre ve multimetrelerin ohm (Ω) kademesinde ölçülür. Ohmmetreler yapı olarak akım ölçen, döner bobinli ölçü aletleridir. Bu ölçü aletlerinin skalası akım değil de direnç (Ω) ölçecek şekilde ölçeklendirilmiştir. Ohmmetreler direnç ölçmenin yanında elektrik elektronik devrelerinde açık ve kapalı devre kontrollerinde de sıkça kullanılmaktadır. Ohmmetreler ölçüm yapmak için mutlaka kendine ait bir enerji kaynağına ihtiyaç duyarlar. Bu gereksinim genellikle 9 volt veya 1,5 voltluk pillerin seri bağlanması ile giderilir. Ohmmetre ile çalışırken ölçüm yapılacak noktada kesinlikle enerji olmamalıdır. Aksi takdirde ölçü aleti zarar görür. Ohmmetre ile ölçüm yapılarak aşağıdaki durumlar tespit edilebilir: Akım yolunu belirleme (iletkenlik) Akım yolundaki direncin kontrolü Motorların sargı uçlarını belirleme Sargılarda açık devre kontrolü Sargılarda kısa devre kontrolü Hermetik kompresörü elektrik motorunun sargı uçlarını belirleme Hermetik kompresörlerde ve motorlarda şase kaçaklarını belirleme Kapasitörlerin şarj edilerek test edilmesi Şekil 2.4 Ohmmetre ile direnç ölçümleri Elektrik Test Cihazları 23
Şekil 2.5 Ohmmetre ile kompresör sargılarının kontrolü 2.6 OHMMETREYİ SIFIRLAMA 1. Ölçme seviyesini (range) seçilir 2. Uçları birbirine değdirilir. 3. İbrenin tam olarak sağa hareket ettiğini gözlenir. 4. İbre skala üzerindeki sıfır 0 değerini gösterir. 5. Sağlıklı bir direnç ölçümü için, kullanmadan önce veya ölçme kademesini her değiştirdiğinizde önce ohmmetrenin sıfırlanması gereklidir. 2.7 AMPERMETRE İLE ÖLÇME Akım ölçme işlemi yapılmadan önceki en önemli nokta, ölçüm yapılacak akıma uygun ampermetre seçmektir. Ampermetre seçimi yapılırken aşağıda belirtilen hususlara kesinlikle dikkat edilmelidir: Akım çeşidine uygun(ac-dc) ampermetre seçilmelidir. Ampermetrenin ölçme sınırı, ölçülecek akım değerinden mutlaka büyük olmalıdır. Alternatif akım ölçmelerinde ampermetreye bağlanan giriş ve çıkış uçları farklılık göstermezken doğru akımda + ve uçlar doğru bağlanmalıdır. Aksi takdirde analog ölçü aletlerinde ibre ters sapar dijital ölçü aletlerinde değer önünde negatif ifadesi görünür. Ölçülecek akım değerine uygun hassasiyete sahip ampermetre seçilmelidir. μa seviyesindeki akım, amper seviyesinde ölçüm yapan bir ampermetre ile ölçülemez. Ampermetre ölçüm yapılacak noktaya, alıcının veya devrenin çektiği akımın tamamı üzerinden geçecek şekilde, yani seri bağlanmalıdır. Enerji altında hiçbir şekilde ampermetre bağlantısı yapılmamalı ve mevcut bağlantıya müdahale edilmemelidir. Ölçüm yapılmadan önce mutlaka sıfır ayarı yapılmalıdır. Dijital pano ampermetreleri devreye bağlanırken ampermetreyi çalıştırmak için besleme girişi yapılmalı, akım ölçümü için uygun akım trafosu kullanılmalıdır. Ampermetrelerin sökülmesinde akım trafosu uçları direkt kısa devre edilmeli üzerinde enerji bırakılmamalıdır. 24 Elektrik Test Cihazları
Dijital ampermetrelerin pano bağlantılarında devre şemasına mutlaka uyulmalıdır. Dijital ampermetreler nemden, aşırı sıcaktan, direk güneşin geldiği ortamlara monte edilmemelidir. Pens ampermetrelerle ölçüm yapılırken yüksek hademeli akımdan aşağı doğru inilmeli ve kablonun bir tanesi üzerinden ölçüm yapılmalıdır. Pens ampermetrelerle ölçüm yapılırken kablo, pens kısmının içerisinde olmalı pens ağızları kapanmalıdır. Şekil 2.6 Ampermetre ile akımının ölçülmesi ve devreye bağlantısı Elektrik Test Cihazları 25
2.8 AVOMETRELER Akım, gerilim ve direnç değerini ölçen aletlere, avometre denir. Avometrelerin analog ve dijital tipleri mevcut olup analog olanları yapı olarak döner bobinli ölçü aletleridir. Avometre ile direnç değeri ölçülmeden önce sıfır ayarı yapılmalı ve daha sonra ölçüme geçilmelidir. Dijital avometrelerin özellikle son zamanda çıkan modelleri akım, gerilim, direnç yanında kapasite, endüktans, frekans, sıcaklık değerlerini ölçmek ile birlikte transistörlerin uç tespitlerini de yapabilmektedir. Bu tip ölçümleri yapabilen ölçü aletleri multimetre olarakta adlandırılmaktadır. Avometrelerin genellikle 2, 3, 4 prob bağlantı soketi bulunmaktadır. Soket sayısı arttıkça aletin özellikleri de artmaktadır. Ölçme sırasında kolaylık sağlaması için siyah prob COM soketine, kırmızı prob ise ölçüm çeşidine göre uygun sokete bağlanır. Avometre ile ölçüm yapılırken aşağıda belirtilen noktalara dikkat etmek gerekir: Ölçülecek büyüklüğün cinsine göre AC veya DC seçimi yapılmalıdır. Ölçülecek büyüklük avometrenin ölçme sınırından büyük olmamalıdır. Kademe anahtarı en doğru ölçme için ölçülecek büyüklüğe en yakın, ama küçük olmayan kademeye getirilmelidir. Ölçülecek büyüklüğün değeri net olarak bilinmiyorsa kademe anahtarı en büyük değere getirilmelidir. Avometre, ölçülecek büyüklüğün gerektirdiği bağlantı şekline göre bağlanmalıdır. DC ölçmelerinde ibre ters sapar ise uçlar ters çevrilmelidir. Ölçü aletinin ibresi çok az sapıyor veya değer ekranında 0 ibaresi varsa kademe küçültülür. Değer ekranında 1 ibaresi varsa kademe büyültülmelidir. Ölçmede kolaylık sağlamak için kırmızı prob ölçme için uygun sokete, siyah prob ise COM (ortak) soketine bağlanmalıdır. Yüksek değerli akım ölçümü yapılırken (10-20 A) siyah prob COM soketine, kırmızı prob yüksek akım soketine bağlanır. Şekil 2.7 Digital ve analog avometreler 26 Elektrik Test Cihazları
2.9 WATTMETRE Doğrudan doğruya güç ölçen aletlere, wattmetre denir. Wattmetrelerin dijital ve analog tipleri bulunmakta olup seviye olarak genelde W ve KW seviyelerinde sınıflandırılırlar. Wattmetreler ile doğru ve alternatif akımda anlık güç ölçülebilir. Ancak AC ve DC wattmetre seçimine, AC ve DC de güç ölçebilen wattmetre de ise AC-DC kademe seçimine dikkat edilmelidir. Güç akım ve gerilimin çarpımına eşit olduğundan wattmetreye alıcının akım ve gerilim değerleri aynı anda girilmelidir. Bu gereksinim wattmetrenin akım bobini güç ölçümü yapılacak devreye seri, gerilim bobini paralel olacak şekilde bağlanarak karşılanır. Wattmetrelerde küçük güç ölçülecekse akım bobininin sonra, büyük güç ölçülecek ise akım bobininin önce bağlanması ölçme hatasını azaltacaktır. Şekil 2.8 Wattmetre ve devreye bağlanması 2.10 HERMETİK KOMPRESÖR ANALİZ CİHAZI Hermetik analizör cihazları, A.B.D. ve Avrupa da sıkışan kompresörleri açmada yaygın olarak kullanılan cihazlardır. Bu cihazlarla başarı şansı çok yüksektir, ancak bu tür cihazlar ülkemizde pek bilinmemektedir. Şekil-2.9 da hermetik analizör cihazları görülmektedir. Bu cihazların çalışma prensibi ana ve yardımcı sargıların geçici süre görev değişikliği yapmasıdır. Bu suretle ileri-geri zorlama ile herhangi bir mekanik sıkışma giderilebilir. Bu cihazlarla aşağıdaki işlemler yapılabilir: Hermetik kompresörleri kalkındırır ve çalıştırır. Kompresör sargılarının kopukluğunu test eder. Kompresör sargılarının topraklamasını test eder. Sıkışan kompresörü açar. Kompresörün çalışma ve kalkış akımını ölçer. Elektrik Test Cihazları 27
Şekil 2.9 Hermetik analiz cihazı ve devre şeması 2.11 KONDANSATÖR ÖLÇÜMÜ İki iletken levha arasına bir yalıtkan malzeme konularak yapılan elektrik elektronik devre elamanlarına, kondansatör denir. Kondansatörler, elektrik enerjisini depo etmek için kullanılır ve her kondansatörün depo ettiği enerji miktarı farklılık gösterir. Kondansatörlerin depo edecekleri enerji miktarını kapasitesi belirler. Tanım olarak, kondansatörün elektrik 28 Elektrik Test Cihazları
enerjisini depo edebilme özelliğine, kapasite denir. Kapasite C harfi ile ifade edilir ve birimine, Farad(F) denir. Uygulamada farad, büyük bir değer olduğundan daha çok ast katları kullanılır. Bunlar, pikofarad (pf), nanofarad (nf), mikrofarad (mf), milifarad (mf) şeklindedir. 1 F = 10 3 mf =10 6 μf = 10 9 nf = 10 12 pf Kondansatör ölçümü ile aşağıdaki durumlar tespit edilebilir. Kapasitans değerinin ölçümü, Açık (kopuk) kapasitörleri belirler. Kısa devre olmuş kapasitörleri belirler. Kapasitör kaçaklarını gösterir. Şekil 2.10 Kapasitör testi 2.12 DEVRE ARIZA DURUMLARI 1. Açık (kesik) devre 2. Kısa devre 3. Topraklanmış devre(toprağa kaçak) 2.13 AÇIK (KESİK) DEVRE En sık rastlanan devre problemidir. Akım yolu yoktur. Sebepleri: a. Aşınmış kontaklar b. Arızalı röle bobini c. Kopuk kablo d. Yanmış sigorta e. Çözülmüş devre kesici f. Açık anahtar Elektrik Test Cihazları 29
Şekil-2.11 Kesik devre arızası 2.14 KISA DEVRE En çok görülen ikinci problemdir. Elektrik devresi olması gerekenden daha düşük direnç gösterir. Sebepleri ise Yanık sigorta Çözülmüş devre kesici Erimiş kablolar Şişmiş gövdeli daimi kapasitör Siyahlanmış (yanmış) terminaller Bobin yanması Şekil-2.12 Kısa devre arızası 30 Elektrik Test Cihazları
2.15 TOPRAKLANMIŞ DEVRE Topraklama kontrolü yüksek direnç gösterir. Sigorta yanmasına ve devre kesici çözülmesine neden olmayabilir. Bir ohmmetre ile belirlenebilir. Bunun için şunlar yapılır. a. Uçlar veya terminaller ile gövde arasını kontrol edin. b. Ölçme cihazı yüksek kademede orta bir direnç değeri gösterir. Şekil 2.13 Topraklanmış devre arızası Elektrik Test Cihazları 31